CN219315103U - 一种主极板、电极板和电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主极板、电极板和电解槽，涉及电解制氢技术领域，以解决连续的横向丝梗对于纵向流动的电解液的阻力大，降低电解液的热交换效率，进而导致电解能耗增多的问题。所述主极板包括中心区域和至少四个分流区域，四个分流区域设置于中心区域的外周。每一分流区域均包括：沿靠近中心区域的方向，依次交替且间隔分布的折线型凸起结构和折线型凹槽结构，折线型凸起结构和折线型凹槽结构的开口方向均背离中心区域。折线型凸起结构和折线型凹槽结构均具有多个流通通道，流通通道沿主极板的周向分布，流通通道用于流通流体。本实用新型还提供了一种电极板，包括上述技术方案所述的主极板和围设于主极板外周的电极框。

Description

一种主极板、电极板和电解槽

技术领域

本实用新型涉及电解制氢技术领域，尤其涉及一种主极板、电极板和电解槽。

背景技术

现有技术中，常用电解槽处理电解液以制备获得反应气体(例如氢气)，上述电解槽一般包括相对设置的电极和电极板。在电解槽组装过程中，电极板中的主极板与电极的接触点越多，越有利于降低传质电阻，提高电流密度。

目前，通常采用在主极板和电极之间设置金属支撑网的方式，增加主极板与电极之间的接触点。但是，由于金属支撑网由连续的横向丝梗和纵向丝梗编织形成，而连续的横向丝梗对于纵向流动的电解液的阻力大。

此时，会降低电解液的流动速度，降低电解液的热交换效率，导致电解小室(即主极板与隔膜之间的区域)电压升高，进而导致电解能耗增多。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种主极板、电极板和电解槽，用于增加主极板与电极之间的接触点的同时，确保电解液的流动速度，以降低电解能耗。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供了一种主极板。该主极板包括中心区域和至少四个分流区域，四个分流区域设置于中心区域的外周。每一分流区域均包括：沿靠近中心区域的方向，依次交替且间隔分布的折线型凸起结构和折线型凹槽结构，折线型凸起结构和折线型凹槽结构的开口方向均背离中心区域。折线型凸起结构和折线型凹槽结构均具有多个流通通道，流通通道沿主极板的周向分布，流通通道用于流通流体。

上述流体可以是电解槽中的电解液(例如碱液)，也可以是制备获得的反应气体，当然还可以是其他物质，下面以电解液和制备出的反应气体为例进行描述，应理解，以下描述仅用于理解，不用于具体限定。与现有技术相比，本实用新型提供的主极板中，由于流通通道沿主极板的周向分布，流通通道用于流通流体。此时，利用上述流通通道可以保证电解液在主极板内连续流动。在电解液初速度相同的情况下，相比于现有技术加快了电解液在主极板内的流动速度，提高了主极板内电解液的热交换效率。基于此，可以降低电解小室内的电压，以降低电解能耗。进一步地，电解液在流通通道内流动的同时会带动制备出的反应气体运动。此时，有利于降低电解小室内的温度，以降低电解能耗。

再进一步地，由于主极板的分流区域包括折线型凸起结构，此时，利用上述折线型凸起结构可以增加电极与主极板的接触点。基于此，可以降低传质电阻，提高电流密度，进而可以增加产气量，提高产氢效率。

再再进一步地，上述折线型凸起结构可以起到阻碍电解液纵向流动，使电解液横向分流的作用，以降低主极板中心垂直区域内电解液与两侧的分流区域内电解液的速度梯度。即，折线型凸起结构可以使电解液向两侧区域扩散。此时，可以提高电解液分布于主极板表面的均匀性，缩小电解小室内的温差，有利于温度控制，降低电解能耗。此外，由于主极板的分流区域还包括折线型凹槽结构。在电解液流动过程中，电解液从折线型凹槽结构的边缘处至凹槽内部会逐渐形成局部涡旋流动，而局部涡旋流动会引导二次流的产生与发展，加剧电解液之间的相互掺混。此时，可以增强电解液的扰动程度，降低速度分布梯度，提高电解液在主极板表面分布的均匀性，进一步提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。基于此可知，在折线型凸起结构和折线型凹槽结构的相互配合下，可以降低速度分布梯度，提高电解液分布于主极板表面的均匀性，提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。

在一种实现方式中，上述主极板包括四个分流区域时，相对的两个分流区域以中心区域为对称中心中心对称。

采用上述技术方案的情况下，在实际使用过程中，当四个分流区域中的两个沿竖直方向分布时，沿折线型凸起结构或折线型凹槽结构的开口方向，进入其中一个分流区域的液体，在向中心区域汇集的同时会不断扩散到沿水平方向分布的两个分流区域中。在此过程中，不仅可以增加液体扩散的区域，提高对液体的处理效率，同时还可以增强散热效果，降低电解小室进出口的温差，使电解小室内的温度分布更加均匀，进而降低电解能耗。进一步地，由于新进入的液体不断补充流动到位于两侧的分流区域内，不断冲击之前位于两侧的分流区域内的液体。此时，相比于现有技术可以促进两侧的分流区域内液体的流动，提高位于两侧的分流区域内液体的流动速度，以降低速度分布梯度。再进一步地，上述排布方式可以增强电解液由下部向中心汇聚，再由中心向上半部分扩散地混液效果。

在一种实现方式中，每一折线型凸起结构均包括两个凸起边，两个凸起边之间具有第一夹角，第一夹角大于0°且小于180°。沿凸起边的宽度方向，凸起边上间隔排布有多个流通通道。每一折线型凹槽结构均包括两个凹槽边，两个凹槽边之间具有第二夹角，第二夹角大于0°且小于180°。沿凹槽边的宽度方向，凹槽边上间隔排布有多个流通通道。其中，同一分流区域内，一个凸起边与一个凹槽边相对，另一个凸起边与另一个凹槽边相对。

采用上述技术方案的情况下，由上可知，每一个折线型凸起结构和折线型凹槽结构呈V字形。因此，当电解液由V字形的开口端进入时，电解液在折线型凸起结构的阻碍下不断向两侧的流通通道内扩散。又由于折线型凸起结构和折线型凹槽结构交替分布，且一个凸起边与一个凹槽边相对，另一个凸起边与另一个凹槽边相对。因此，分散后的电解液会因凹槽产生二次流，加剧电解液之间的相互掺混。基于此，可以降低各处电解液的速度分布梯度，提高电解液在主极板表面分布的均匀性，进而提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。

在一种实现方式中，同一分流区域内，相对的凸起边与凹槽边相互平行。

采用上述技术方案的情况下，可以进一步降低液体(即电解液)的速度分布梯度，使液体分布的更加均匀，进一步提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。

在一种实现方式中，上述凸起边包括多个间隔分布的凸起，相邻两个凸起之间具有流通通道。上述凹槽边包括多个间隔分布的凹槽，相邻两个凹槽之间具有流通通道。

采用上述技术方案的情况下，使得凸起边和凹槽边的结构简单，易于制作。

在一种实现方式中，上述凸起的横截面形状包括圆形和/或椭圆形，上述凹槽的横截面形状包括圆形和/或椭圆形。

采用上述技术方案的情况下，上述凸起和凹槽的横截面形状的选择性较多，此时可以使主极板适应不同的应用场景，扩大其适用范围。进一步地，当凹槽的横截面形状为椭圆形时，若椭圆的长轴大于圆形的直径，此时涡旋流动在横截面形状为椭圆形的凹槽内部得到进一步发展，增强了电解液之间的相互掺混。基于此，可以进一步增强电解液的扰动程度，以进一步降低速度分布梯度，进一步提高电解液在主极板表面分布的均匀性，进而提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。

第二方面，本实用新型还提供了一种电极板。该电极板包括上述技术方案所述的主极板和围设于主极板外周的电极框。

与现有技术相比，本实用新型提供的电极板的有益效果与上述技术方案所述的主极板的有益效果相同，此处不做赘述。

在一种实现方式中，电极框上开设有第一通道和第二通道。沿主极板的长度方向，第一通道和第二通道分别位于主极板的两端。第一通道和第二通道均具有连接通道，连接通道与主极板连通，且连接通道正对折线型凸起结构的开口。上述连接通道包括第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面之间具有第三夹角，第三夹角大于或等于0°且小于180°，第三夹角远离主极板。

采用上述技术方案的情况下，待处理的电解液可以通过第一通道(或第二通道)进入主极板中，以确保反应气体的正常制备。接着，制备出的反应气体通过第二通道(或第一通道)排出，以便于后期收集。进一步地，连接通道正对折线型凸起结构的开口，此时，通过第一通道(或第二通道)进入主极板的液体受到折线型凸起结构的阻碍会进行分流。基于此，可以提高电解液分布于主极板表面的均匀性，进而提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。再进一步地，由于第三夹角大于或等于0°且小于180°，并且第三夹角远离主极板。此时，不仅可以确保电解液和制备出的反应气体正常的进出主极板，同时还可以避免经过连接通道流出的电解液集中汇集在一处的情况发生。此外，还可以使制备出的反应气体经过上述连接通道后不断汇集有利于后期收集。上述第三夹角的大小可以根据实际情况进行设置，此时可以使电极板适应不同的应用场景，扩大其适用范围。

在一种实现方式中，第三夹角大于或等于30°，且小于或等于75°。

采用上述技术方案的情况下，形成连接通道的两个侧面会给通过的电解液带来向两侧运动的速度矢量，以降低电解液垂直方向的速度矢量。此时，电解液的冲击回流量减少。进一步地，对于沿两个侧面流动的电解液，由于主极板连接表面的折线型凸起结构和折线型凹槽结构，增加了上述电解液向沿水平方向分布的两个分流区域的分液能力，使得沿水平方向分布的两个分流区域中的电解液的流速增加。基于此，位于主极板中两侧的电解液的流速与位于主极板的中心区域垂直方向的电解液的流速差值减小，进而使电解小室内的温差同步减小。

在一种实现方式中，电极框还包括：固定件。多个固定件的长度方向均朝向中心区域，且多个固定件间隔设置于连接通道。

采用上述技术方案的情况下，在实际使用过程中，上述固定件在不影响电解液和制备的反应气体正常流通的情况下，可以用于支撑挡片等结构，以确保挡片的牢固性。进一步地，上述多个固定件将连接通道分割为多个并排小通道，电解液或制备的反应气体通过上述多个小通道进出。

第三方面，本实用新型还提供了一种电解槽，该电解槽包括电极和上述技术方案所述的电极板。

与现有技术相比，本实用新型提供的电解槽的有益效果与上述技术方案所述的电极板的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例中电极板的示意图一；

图2为本实用新型实施例中电极板的示意图二；

图3为本实用新型实施例中图2中的A-A剖视图；

图4为本实用新型实施例中第二通道的部分示意图；

图5为本实用新型实施例中图1的部分结构放大示意图。

附图标记：

1-主极板， 10-中心区域， 11-分流区域，

110-第一分流区域， 111-第二分流区域， 112-第三分流区域，

113-第四分流区域， 12-折线型凸起结构， 120-凸起边，

121-凸起， 13-折线型凹槽结构， 130-凹槽边，

131-凹槽， 14-流通通道， 2-电极板，

3-电极框， 30-第一通道， 31-第二通道，

32-连接通道， 320-第一侧面， 321-第二侧面，

33-流道， 34-固定件， 35-连接通孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

氢能具有环保、可储存、可再生等优点，电解水制氢是实现大规模、廉价地生产氢的重要途径。结合背景技术可知，目前，通常采用在主极板和电极之间设置金属支撑网的方式(例如专利号为CN106148999A的申请文件)，增加主极板与电极之间的接触点。

但是，由于金属支撑网由连续的横向丝梗和纵向丝梗编织形成，并且横向丝梗和纵向丝梗均具有一定宽度。此时，连续的横向丝梗对于纵向流动的电解液的阻力非常大。基于此，金属支撑网不仅会降低电解液的流动速度，降低电解液的热交换效率，同时还会导致电解液的流速分布不均匀，速度梯度过大。即，现有技术中采用金属支撑网的方式，会增加电解液在电解小室中的存留时间，增加电解小室电压，不利于电解液(例如碱液)流动，也不利于反应气体的排出，导致电解小室内的温度升高，进而导致电解能耗增多。

进一步地，在实际使用过程中，由于金属支撑网和主极板，以及金属支撑网和电极之间分别形成有一个接触界面。受两个接触界面的影响，增加了主极板和电极之间的接触电阻，进而增加了电解能耗。此外，金属支撑网增加了主极板和电极之间的间距，进一步增加了电解能耗。

为了解决上述技术问题，第一方面，本实用新型实施例提供了一种主极板。参见图1至图3，该主极板1可以包括中心区域10和至少四个分流区域11，四个分流区域11设置于中心区域10的外周。具体的，主极板1具有相对的两面，每一面包括中心区域10和至少四个分流区域11。每一分流区域11均可以包括：沿靠近中心区域10的方向，依次交替且间隔分布的折线型凸起结构12和折线型凹槽结构13，折线型凸起结构12和折线型凹槽结构13的开口方向均背离中心区域10。折线型凸起结构12和折线型凹槽结构13均具有多个流通通道14，流通通道14沿主极板1的周向分布，流通通道14用于流通流体。

上述流体可以是电解槽中的电解液(例如碱液)，也可以是制备获得的反应气体，当然还可以是其他物质，下面以电解液和制备出的反应气体为例进行描述，应理解，以下描述仅用于理解，不用于具体限定。参见图1至图3，本实用新型实施例提供的主极板1中，由于流通通道14沿主极板1的周向分布，流通通道14用于流通流体。此时，利用上述流通通道14可以保证电解液在主极板1内连续流动。在电解液初速度相同的情况下，相比于现有技术加快了电解液在主极板内的流动速度，提高了主极板内电解液的热交换效率。基于此，可以降低电解小室内的电压，以降低电解能耗。进一步地，电解液在流通通道内流动的同时会带动制备出的反应气体运动。此时，有利于降低电解小室内的温度，以降低电解能耗。另外，还可以减少电解液在电解小室中的存留时间，降低电解小室内温度升高的速度，进而降低电解小室内导体器件的温度，以降低电解能耗。

再进一步地，由于主极板1的分流区域11包括折线型凸起结构12，此时，利用上述折线型凸起结构12可以增加电极与主极板1的接触点。基于此，可以降低传质电阻，提高电流密度，进而可以增加产气量，提高产氢效率。并且，在本实用新型实施例中，并未采用金属支撑网等过渡件，而是主极板1和电极直接连接。基于此，采用本实用新型实施例提供的主极板1可以减小接触电阻，降低电解小室的电压，进而降低电解能耗。另外，由于主极板1和电极直接连接，相比于现有技术缩短了主极板1和电极之间的间距。此时，可以进一步降低电解能耗。

再再进一步地，上述折线型凸起结构12可以起到阻碍电解液纵向流动，使电解液横向分流的作用，以降低主极板中心垂直区域内电解液与两侧的分流区域内电解液的速度梯度。即，折线型凸起结构12可以使电解液向两侧区域扩散。此时，可以提高电解液分布于主极板1表面的均匀性，缩小电解小室内的温差，有利于温度控制，降低电解能耗。此外，由于主极板1的分流区域11还包括折线型凹槽结构13。在电解液流动过程中，电解液从折线型凹槽结构13的边缘处至凹槽内部会逐渐形成局部涡旋流动，而局部涡旋流动会引导二次流的产生与发展，加剧电解液之间的相互掺混。此时，可以增强电解液的扰动程度，降低速度分布梯度，提高电解液在主极板1表面分布的均匀性，进一步提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。基于此可知，在折线型凸起结构12和折线型凹槽结构13的相互配合下，可以降低速度分布梯度，提高电解液分布于主极板1表面的均匀性，提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。

作为一种可能的实现方式，参见图1和图2，上述主极板1的形状、材质可以根据实际情况进行选择，例如其横截面可以是长方形、正方形或圆形等。在本实用新型实施例中，上述主极板1的横截面为圆形。此时，至少四个分流区域11的横截面的形状为扇形。并且，上述主极板1的材质可以是碳钢或不锈钢。进一步地，上述中心区域10可以是一个点，也可以是主极板1中具有一定面积的面，上述中心区域10的面积可以根据实际情况进行设置。在本实用新型实施例中，上述中心区域10是具有一定面积的面，其面积略大于单个流通通道14的面积。并且，中心区域10位于圆形主极板的圆心处。上述流通通道14的大小可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。

作为一种可能的实现方式，参见图1和图2，上述主极板1包括四个分流区域11时，相对的两个分流区域11以中心区域10为对称中心中心对称。

参见图1和图2，在实际使用过程中，当四个分流区域11中的两个沿竖直方向分布时，沿折线型凸起结构12或折线型凹槽结构13的开口方向，进入其中一个分流区域11的液体，在向中心区域10汇集的同时会不断扩散到沿水平方向分布的两个分流区域11中。在此过程中，不仅可以增加液体扩散的区域，提高对液体的处理效率，同时还可以增强散热效果，降低电解小室进出口的温差，使电解小室内的温度分布更加均匀，进而降低电解能耗。具体的，在本实用新型实施例中，散热效果相比现有技术提高了10％～30％。进一步地，由于新进入的液体不断补充流动到位于两侧的分流区域11内，不断冲击之前位于两侧的分流区域11内的液体。此时，相比于现有技术可以促进两侧的分流区域11内液体的流动，提高位于两侧的分流区域11内液体的流动速度，以降低速度分布梯度。再进一步地，上述排布方式可以增强电解液由下部向中心汇聚，再由中心向上半部分扩散地混液效果。

示例性的，参见图1和图2，为了便于描述，沿顺时针方向，将四个分流区域11依次定义为第一分流区域110、第二分流区域111、第三分流区域112和第四分流区域113。其中，第一分流区域110和第三分流区域112相对，第二分流区域111和第四分流区域113相对。若将主极板1放置在二维坐标系中，原点位于圆形主极板的圆心处，X轴平行于水平面。此时，第一分流区域110和第三分流区域112沿Y轴对称，第二分流区域111和第四分流区域113沿X轴对称。应理解，上述“相对的两个分流区域”中的“相对”是指两个分流区域所具有的顶点沿上下方向或左右方向相对设置。

作为一种可能的实现方式，在同一个分流区域内，上述折线型凸起结构12和折线型凹槽结构13为层层递进的形式。进一步地，每个分流区域11内折线型凸起结构12和折线型凹槽结构13的数量，以及从主极板1边缘位置起，第一层是折线型凸起结构12还是折线型凹槽结构13可以根据实际情况进行设置。

示例性的，第一分流区域110和第三分流区域112中，从主极板1边缘位置起，第一层是折线型凹槽结构13。第二分流区域111和第四分流区域113中，从主极板1边缘位置起，第一层是折线型凸起结构12。

作为一种可能的实现方式，参见图1和图2，每一折线型凸起结构12均可以包括两个凸起边120，两个凸起边120之间具有第一夹角B，第一夹角B大于0°且小于180°。例如，1°、20°、30°、60°、90°、120°、150°或179°等。沿凸起边120的宽度方向，凸起边120上间隔排布有多个流通通道14。每一折线型凹槽结构13均可以包括两个凹槽边130，两个凹槽边130之间具有第二夹角C，第二夹角C大于0°且小于180°。例如，1°、20°、30°、60°、90°、120°、150°或179°等。沿凹槽边130的宽度方向，凹槽边130上间隔排布有多个流通通道14。其中，同一分流区域内，一个凸起边120与一个凹槽边130相对，另一个凸起边120与另一个凹槽边130相对。

现有技术中(例如专利号为CN211972465U的申请文件)在主极板的表面加工分排间隔的乳突状的凹凸结构，但是乳突状的凹凸结构的横排间隔分布形成的流场中电解液的速度梯度大，均匀性差。但是，在本实用新型实施例中，由上述描述可知，每一个折线型凸起结构12和折线型凹槽结构13呈V字形。因此，当电解液由V字形的开口端进入时，电解液在折线型凸起结构12的阻碍下不断向两侧的流通通道14内扩散。又由于折线型凸起结构12和折线型凹槽结构13交替分布，且一个凸起边120与一个凹槽边130相对，另一个凸起边120与另一个凹槽边130相对。因此，分散后的电解液会因凹槽产生二次流，加剧电解液之间的相互掺混。基于此，相比于现有技术，在本实用新型实施例中可以降低各处电解液的速度分布梯度，提高电解液在主极板1表面分布的均匀性，进而提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。

在一种可选方式中，参见图2，同一分流区域内，相对的凸起边120与凹槽边130相互平行。此时，可以进一步降低液体(即电解液)的速度分布梯度，使液体分布的更加均匀，进一步提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。

在一种可选方式中，参见图2，上述凸起边120可以包括多个间隔分布的凸起121，相邻两个凸起121之间具有流通通道14。上述凹槽边130可以包括多个间隔分布的凹槽131，相邻两个凹槽131之间具有流通通道14。此时，使得凸起边120和凹槽边130的结构简单，易于制作。

示例性的，参见图2和图3，上述凸起121和凹槽131可以通过对主极板1进行冲压加工形成。此时，可以批量生产，降低生产成本。具体的，主极板1具有相对的第一面和第二面。当对主极板1的第一面冲压处理形成凹槽131时，在主极板1的第二面会产生相对应的形变即形成凸起121。在本实用新型实施例中，主极板1的第一面形成由凸起121(或凹槽131)时，在主极板1的第二面会形成相对应的凹槽131(或凸起121)。

在一种可选方式中，参见图2，上述凸起121的横截面形状可以包括圆形和/或椭圆形，上述凹槽131的横截面形状可以包括圆形和/或椭圆形。

采用上述技术方案的情况下，上述凸起121和凹槽131的横截面形状的选择性较多，此时可以使主极板1适应不同的应用场景，扩大其适用范围。进一步地，当凹槽131的横截面形状为椭圆形时，若椭圆的长轴大于圆形的直径，此时涡旋流动在横截面形状为椭圆形的凹槽内部得到进一步发展，增强了电解液之间的相互掺混。基于此，可以进一步增强电解液的扰动程度，以进一步降低速度分布梯度，进一步提高电解液在主极板1表面分布的均匀性，进而提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。应理解，上述凸起的阻水面的尺寸和形状影响凸起对电解液的阻碍分散程度，进而影响电解液的均匀性。具体的，沿电解液的流动方向，凸起的阻水面积小时，电解液的分散程度低，因而电解液的速度梯度较大。相反，凸起的阻水面积越大，电解液受到的阻碍作用越大，其分散效果越明显，其均匀性指数越大。

示例性的，当主极板1上的凸起和凹槽是由冲压形成时，若凸起和凹槽的横截面形状一致均为圆形或均为椭圆形，可以确保主极板1两面受力均匀，形变一致，以确保主极板1的使用寿命。当然，主极板1两面上的凸起和凹槽的形状也可以不一致，即圆形或椭圆形搭配使用。

在一种可选的方式中，参见图2和图3，上述凸起和凹槽的立体结构的形状可以是球状或雨滴状。进一步地，四个分流区域11中的多个凸起和多个凹槽，在沿X轴或Y轴方向上，均位于多条相互平行的直线上。具体的，沿X轴(或Y轴)方向，凸起和凹槽交替分布，且凸起和凹槽位于同一直线。

第二方面，参见图1和图2，本实用新型实施例还提供了一种电极板2。该电极板2包括上述技术方案所述的主极板1和围设于主极板1外周的电极框3。

本实用新型实施例提供的电极板的有益效果与上述技术方案所述的主极板1的有益效果相同，此处不做赘述。

作为一种可能的实现方式，参见图1至图5，上述电极框3上开设有第一通道30和第二通道31。沿主极板1的长度方向(即圆形主极板的直径方向)，第一通道30和第二通道31分别位于主极板1的两端。第一通道30和第二通道31均具有连接通道32，连接通道32与主极板1连通，且连接通道32正对折线型凸起结构12的开口。

采用上述技术方案的情况下，待处理的电解液可以通过第一通道30(或第二通道31)进入主极板1中，以确保反应气体的正常制备。接着，制备出的反应气体通过第二通道31(或第一通道30)排出，以便于后期收集。进一步地，连接通道32正对折线型凸起结构12的开口，此时，通过第一通道30(或第二通道31)进入主极板1的液体受到折线型凸起结构12的阻碍会进行分流。基于此，可以提高电解液分布于主极板1表面的均匀性，进而提高电解小室的温度均匀性，降低电解能耗。具体的，在实际使用过程中，沿Y轴方向，通过第一通道30(或第二通道31)进入主极板1的电解液与流通通道14之间均具有一定夹角。此时，在凸起的阻挡作用下，可以避免电解液直接流通到主极板1的另一端。

作为一种可能的实现方式，参见图2，上述第一通道30和第二通道31的数量可以根据实际情况进行设置。例如，当第一通道30作为电解液的进液通道时，可以设置一个或多个。当第二通道31作为气体的传输通道时，由于在本实用新型实施例中，电解槽可以制备出氢气和氧气两种不同的反应气体。因此，电极框3上开设由两个第二通道31，以便于分别流通氢气和氧气。

在一种可选方式中，参见图2和图4，上述电极框3为圆环结构。连接通道32沿电极框3的径向开设，除去连接通道32部分的第一通道30和第二通道31(为了便于在附图中示出，将此部分统一定义为流道33)沿电极框3的轴向开设。当然，上述第一通道30和第二通道31的具体开设方向，大小等均可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。

作为一种可能的实现方式，参见图1，沿电极框3的轴向，电极框3上还开设有两个相对的连接通孔35，连接通孔35用于与提供电解液的存储装置连接。具体的，存储装置通过连接通孔35将电解液传输第一通道30，接着，电解液通过第一通道30进入主极板1，制备出的气体通过第二通道31流通到主极板1外以便于收集。

作为一种可能的实现方式，参见图4，上述连接通道32包括第一侧面320和第二侧面321，第一侧面320和第二侧面321之间具有第三夹角D，第三夹角D大于或等于0°且小于180°，第三夹角D远离主极板1。示例性的，第三夹角D可以为0°、20°、30°、60°、90°、120°、150°或179°等。

采用上述技术方案的情况下，由于第三夹角D大于或等于0°且小于180°，并且第三夹角D远离主极板1。此时，不仅可以确保电解液和制备出的反应气体正常的进出主极板1，同时还可以避免经过连接通道32流出的电解液集中汇集在一处的情况发生。此外，还可以使制备出的反应气体经过上述连接通道32后不断汇集有利于后期收集。应理解，上述第三夹角的大小可以根据实际情况进行设置，此时可以使电极板2适应不同的应用场景，扩大其适用范围。

下面以连接通道的两种可能的实现方式为例进行描述，应理解，以下描述仅用于理解，不用于具体限定。

示例一：参见图5，上述第三夹角等于0°，即第一侧面320和第二侧面321相互平行。并且，连接通道的第一侧面320和第二侧面321以垂直于水平面的直线为对称轴对称设置。此时，连接通道的横截面为长方形或正方形。

示例二：参见图4，第三夹角大于或等于30°，且小于或等于75°。例如，第三夹角可以为30°、40°、50°、65°或75°等。

采用上述技术方案的情况下，形成连接通道32的两个侧面会给通过的电解液带来向两侧运动的速度矢量，以降低电解液垂直方向的速度矢量。此时，电解液的冲击回流量减少。具体的，相比于示例一，示例二中回流区域面积减少了10％～80％。进一步地，对于沿两个侧面流动的电解液，由于主极板1连接表面的折线型凸起结构12和折线型凹槽结构13，增加了上述电解液向沿水平方向分布的两个分流区域11的分液能力，使得沿水平方向分布的两个分流区域11中的电解液的流速增加。基于此，位于主极板1中两侧的电解液的流速与位于主极板1的中心区域10垂直方向的电解液的流速差值减小，进而使电解小室内的温差同步减小。具体的，利用本实用新型实施例提供的电极板2，电解小室内的高温区减少了5％～20％，使得流场与温度场分布更均匀。

在本实用新型实施例中，第三夹角D为65°，并且，连接通道32的第一侧面320和第二侧面321以垂直于水平面的直线为对称轴对称设置。当然，第一侧面和第二侧面也可以不对称设置。

在一种可选方式中，参见图1和图5，上述电极框还可以包括：固定件34。多个固定件34的长度方向L均朝向中心区域10，且多个固定件34间隔设置于连接通道内。

采用上述技术方案的情况下，在实际使用过程中，上述固定件34在不影响电解液和制备的反应气体正常流通的情况下，可以用于支撑挡片等结构，以确保挡片的牢固性。至于挡片与固定件34具体的位置关系，设置方式可以根据实际情况进行选择，在此不做具体限定。进一步地，上述多个固定件34将连接通道32分割为多个并排小通道，电解液或制备的反应气体通过上述多个小通道进出。

在一种示例中，上述固定件可以是在原电极框的基础上，对电极框进行机加工形成的。

在另一种示例中，上述固定件可以是后期在连接通道中设置的。例如，可以采用焊接或粘接等方式将固定件固定在连接通道中。

第三方面，本实用新型还提供了一种电解槽，该电解槽包括电极和上述技术方案所述的电极板。

与现有技术相比，本实用新型提供的电解槽的有益效果与上述技术方案所述的电极板的有益效果相同，此处不做赘述。

作为一种可能的实现方式，上述电解槽包括密封件，上述密封件设置于电极框的密封区，用于确保电解槽的密封性，防止电解液泄露。上述密封件可以采用耐腐蚀、绝缘性好、性能稳定的橡胶制成，例如三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer，缩写为EPDM)。应理解，上述密封件并不影响电极板和电极的正常使用。例如，在密封件上开设有于第一通道和第二通道对应的通孔等，密封件的具体结构可以根据实际需要进行设置，在此不做具体限定。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种主极板，其特征在于，所述主极板包括中心区域和至少四个分流区域，四个所述分流区域设置于所述中心区域的外周；

每一分流区域均包括：沿靠近所述中心区域的方向，依次交替且间隔分布的折线型凸起结构和折线型凹槽结构；所述折线型凸起结构和所述折线型凹槽结构的开口方向均背离所述中心区域；

所述折线型凸起结构和折线型凹槽结构均具有多个流通通道，所述流通通道沿所述主极板的周向分布，所述流通通道用于流通流体。

2.根据权利要求1所述的主极板，其特征在于，所述主极板包括四个分流区域时，相对的两个所述分流区域以所述中心区域为对称中心中心对称。

3.根据权利要求1所述的主极板，其特征在于，每一所述折线型凸起结构均包括两个凸起边，两个所述凸起边之间具有第一夹角，所述第一夹角大于0°且小于180°；沿所述凸起边的宽度方向，所述凸起边上间隔排布有多个所述流通通道；

每一所述折线型凹槽结构均包括两个凹槽边，两个所述凹槽边之间具有第二夹角，所述第二夹角大于0°且小于180°；沿所述凹槽边的宽度方向，所述凹槽边上间隔排布有多个所述流通通道；

其中，同一所述分流区域内，一个凸起边与一个所述凹槽边相对，另一个凸起边与另一个所述凹槽边相对。

4.根据权利要求3所述的主极板，其特征在于，同一所述分流区域内，相对的所述凸起边与所述凹槽边相互平行。

5.根据权利要求3所述的主极板，其特征在于，所述凸起边包括多个间隔分布的凸起，相邻两个所述凸起之间具有所述流通通道；

所述凹槽边包括多个间隔分布的凹槽，相邻两个所述凹槽之间具有所述流通通道。

6.根据权利要求5所述的主极板，其特征在于，所述凸起的横截面形状包括圆形和/或椭圆形；

所述凹槽的横截面形状包括圆形和/或椭圆形。

7.一种电极板，其特征在于，包括：权利要求1至6任一项所述的主极板和围设于所述主极板外周的电极框。

8.根据权利要求7所述的电极板，其特征在于，所述电极框上开设有第一通道和第二通道；沿所述主极板的长度方向，所述第一通道和所述第二通道分别位于所述主极板的两端；

所述第一通道和第二通道均具有连接通道，所述连接通道与主极板连通，且所述连接通道正对所述折线型凸起结构的开口；

所述连接通道包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和第二侧面之间具有第三夹角，所述第三夹角大于或等于0°且小于180°；所述第三夹角远离主极板。

9.根据权利要求8所述的电极板，其特征在于，所述第三夹角大于或等于30°，且小于或等于75°。

10.根据权利要求8所述的电极板，其特征在于，所述电极框还包括：

固定件，多个所述固定件的长度方向均朝向所述中心区域，且多个所述固定件间隔设置于所述连接通道内。

11.一种电解槽，其特征在于，包括：电极和权利要求7至10任一项所述的电极板。

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